《开采损害》第四章开采沉陷的一般规律（山东科技大学）.ppt

1 第四章开采沉陷的一般规律 山东科技大学资源与环境工程学院 2010年5月 2 一 地表移动变形的概念 二 地表移动盆地及其特征 三 地表移动盆地的空间分布和时间过程 四 地表移动变形的预计方法 五 山区开采沉陷的一般规律 课题提纲 3 一 地表移动变形的概念 开采沉陷规律是指地下开采引起的地表移动变形的大小 空间分布形态及其与地质采矿条件的关系 内容主要包括 水平 缓倾斜煤层以及急倾斜煤层开采沉陷的分布规律 静态及动态分布规律 简单地质条件和复杂地质条件分布规律 地表移动变形包括 1 地表移动盆地 2 裂缝及台阶 3 塌陷坑 4 一 地表移动变形的概念 描述地表移动变形的指标主要有 1 下沉 2 倾斜 3 曲率 4 水平移动 5 水平变形 6 扭曲 7 剪切变形 5 一 地表移动变形的概念 1 下沉地表点移动和变形叫下沉 以本次和首次测得标高差表示 2 倾斜地表下沉盆地沿某一方向的坡度叫倾斜 也叫斜率 其平均值以两点间的下沉差除以点间距表示 3 曲率下沉盆地剖面线的弯曲度叫曲率 其平均值以相邻两线段倾斜差除以两线段中点的间距 6 一 地表移动变形的概念 4 水平移动地表下沉盆地点沿某一水平方向的位移叫水平移动 以本次与首次测得的从改点至控制点的水平距离差来表示 5 水平变形下沉盆地内两点间单位长度的水平移动差叫水平变形 其平均值以两点间水平移动差除以两点间距表示 6 扭曲地表下沉盆地两平行线段倾斜差与间距之比叫地表的扭曲 7 剪应变地表单元正方形直角的变化叫地表的剪应变 7 一 地表移动变形的概念 4 水平移动地表下沉盆地点沿某一水平方向的位移叫水平移动 以本次与首次测得的从改点至控制点的水平距离差来表示 5 水平变形下沉盆地内两点间单位长度的水平移动差叫水平变形 其平均值以两点间水平移动差除以两点间距表示 6 扭曲地表下沉盆地两平行线段倾斜差与间距之比叫地表的扭曲 7 剪应变地表单元正方形直角的变化叫地表的剪应变 8 二 地表移动盆地及其特征 1 地表移动盆地的形成地表移动盆地是当回采工作面自开切眼开始想前推进距离相当于 1 4 1 2 H时 开采影响即涉及到地表 引起地表下沉 随着工作面的推进 在地表形成一个比采空区面积大的多的下沉盆地 2 充分采动和非充分采动 1 地下煤层采出后 地表下沉值达到该地质条件下应有的最大值 此时的采动成为充分采动 地表移动盆地将出现平底 当采空区的长度和宽度达到和超过1 2 1 4H时 地表可达到充分采动 9 二 地表移动盆地及其特征 2 采空区尺寸 长度和宽度 小于该地质采矿条件下的临界开采尺寸时 地表任意点的下沉值均未达到该地质采矿条件下应有的最大下沉值 这种采动为非充分采动 此时地表移动盆地为碗形 工作面沿一个方向 走向或倾向 达到临界开采尺寸 而另一个方向未达到临界开采尺寸 也属非充分采动 3 地表移动盆地的特征 1 地表移动盆地位于采空区的正上方 2 地表移动盆地的形状与采空区对称 3 地表移动盆地内外边缘区的分界点 大致位于采空区边界的正上方或略有偏离 10 二 地表移动盆地及其特征 1 地表移动边界的确定 1 移动盆地的最外边界 地表和移动变形都为零的盆地边界点所圈定的边界 2 危险移动边界 盆地内的地表移动变形对建筑物有无危害划分的 倾斜为3 水平变形为2 曲率为0 2 3 裂隙边界 移动盆地最外侧裂隙圈定的边界 2 盆地的角值 1 边界角 下沉10mm的点至采空区边界与水平线夹角 2 移动角 临界变形值点至边界的连线与水平线夹角 3 裂隙角 地表裂缝至边界与水平线的夹角 4 松散层移动角 基岩移动角与地表下沉10mm的点连线 5 充分采动角 由最大下沉角确定 6 最大下沉角 最大下沉点与采空区中心的连线角 7 超前影响角 10mm点与工作面的连线 11 三 地表移动变形的预计方法 1 概率积分法 1 下沉系数 充分采动时 地表最大下沉值与煤层法线采厚在铅垂方向投影长度的比值 2 水平移动系数 充分采动时 走向主断面上地表最大水平移动值与地表最大下沉值的比值 3 开采影响传播角 充分采动时 倾向主断面上最大下沉值与该点水平移动值的反正切 4 主要